Ha valaha alaposan megnézte az elektromos mérőt vagy a közüzemi számlát, akkor észrevehette, hogy a villamosenergia-fogyasztás mértékegységeit kWh-ban vagy kilowattórában adják meg. Ha nincs hivatalos háttere a fizikában, ez az egység valószínűleg zavaró. Képviseli az energiát? Erő? Vagy ezek ugyanazok? Vagy a kilowattóra teljesen más?
Természetesen a fő kérdés mindenki számára, aki fizet egy elektromos számlát, az, hogy megértse a fogyasztást, hogyan ingadozhat a pályán egy év alatt, és mit lehetne tenni a fogyasztás csökkentése érdekében egy adott időszakban anélkül, hogy veszélyeztetnénk az alapvető otthoni vagy munkahelyi helyzetet funkciókat. Ehhez először meg kell értenie, hogy mi az a kilowattóra, és miért használják ezt az egységet a számításokban, nem pedig valami alapvetőbbet.
Mit jelent egy kWh?
Ha más nem, akkor valószínűleg ismeri a watt fogalmát, az izzók osztályozására használt egységet. A watt a fizika szokásos teljesítményegysége, a teljesítmény pedig időegységenként energiát jelent. Az energia standard egysége a joule, és számos módon levezethető; a leggyakoribb az erő szorozva a távolsággal. A szokásos erőegység a newton, míg a távolság a méter, tehát a joule valóban newtonméter. Az energia egyébként ugyanazokkal az egységekkel rendelkezik, mint a munka és a hő, és a megoldandó probléma jellegétől függően erg, kalória vagy brit hőegységben kifejezhető.
Ha az energiát elosztjuk az idővel, akkor a kilowattórának energiaegységekkel kell rendelkeznie, mert az a szorzata a teljesítményegység időegységgel törli az idő tényezőjét a teljesítményegység nevezőjében Mértékegység. Tudva, hogy a kilowatt 1000 watt, és egy óra 3600 másodpercet tartalmaz, akkor megkapja:
1 kWh = (1000 J / sec) (3600 sec) = (3 600 000 J) = 3,6 megajoule = 3,6 MJ.
Amerikai Egyesült Államok energiafogyasztása fogyasztónként
Az Egyesült Államok Energetikai Információs Igazgatósága szerint az átlagos otthon valamivel 10 800 kWh alatti elektromos energiát használt fel 2017-ben. Egyes háztartási cikkek hírhedt disznók. Például a szárító körülbelül 5000 wattot, vagyis 5 kW-ot használ, míg a tartomány teteje 8000 watt vagy 8 kW fölött fogyaszt. A vízmelegítő 2500 watt (2,5 kW) teljesítményre ellenőrzi, és egy tipikus légkondicionáló berendezés körülbelül 1600 watt (1,6 kW) teljesítményre képes.
A kWh / év átváltása wattra vagy kilowattra
10 800 kWh egy év alatt körülbelül 900 kWh havonta (10 800/12 hónap = 900) és körülbelül 30 kWh naponta (30 napos hónapot használva 900/30 = 30). Még mélyebbre fúrva, mivel a nap 24 órája van, ez körülbelül 1,25 kWh / óra (30/24 = 1,25). Mivel az "óra" mértékegységet kWh / h-ban törlik, ebből következik, hogy egy év során 10 800 kWh energia elköltéséhez 1,25 kW, azaz 1250 watt állandó áramfelvételre van szükség.
Ha az évi 10 800 kWh 1,25 kW-ra változik, akkor az átváltási tényező:
(10 800 kWh / 1,25 kW) = 8640 óra.
Ez lépésről lépésre meggyőződik arról, hogy a matematikai idegenek számára a kezdetektől fogva mi lehet egyértelmű: Ahhoz, hogy az éves kWh-ról kW-ra jusson, csupán el kell osztani az év óráinak számával. Bár a fenti példa 8640-re érkezik, ez a szám a problémában elvégzett kerekítés miatt pontatlan. A valóságban meg kell szoroznia a napi órák számát az év napjai számával, és ha valóban el akarja érni fantázia és tényező a szökő években, az átlagos napok száma 365,25, nem 365, mivel egy szökőév négyévente következik be évek. Így a kW kWh / év levezetésének pontosabb módja azt jelenti, hogy elosztjuk:
(365,25) (24) = 8766 óra.
Ahhoz, hogy kWh / évről wattra térjen át, csak szorozza meg ezt az eredményt 1000-rel, mivel a kilowatt 1000 watt.